일렉트릭필드

일렉트릭필드, 또는 전기장은 전하를 띤 입자가 힘을 받는 공간을 나타내는 물리량이다. 이는 전하가 존재하는 공간에 다른 전하가 들어올 때 작용하는 전기력을 벡터 형태로 나타낸 것으로, 전하가 공간에 미치는 전기적인 영향력을 설명하는 데 중요한 개념이다. 전기장은 전하의 크기와 위치에 따라 결정되며, 전기력선(electric field lines)을 통해 시각적으로 표현될 수 있다.

정의

전기장은 특정 위치에 단위 양전하(test charge)를 놓았을 때 그 전하가 받는 전기력으로 정의된다. 즉, 전기장 E는 다음과 같이 나타낼 수 있다.

E = F / q

여기서 F는 단위 양전하 q가 받는 전기력 벡터이고, q는 단위 양전하의 크기이다. 따라서 전기장의 단위는 뉴턴/쿨롬 (N/C) 또는 볼트/미터 (V/m)로 표현된다.

전기력선

전기력선은 전기장의 방향을 시각적으로 나타내는 가상의 선이다. 전기력선은 다음과 같은 특징을 갖는다.

• 양전하에서 시작하여 음전하에서 끝난다.
• 전기력선 밀도는 전기장의 세기를 나타낸다. 전기력선이 조밀할수록 전기장의 세기가 강하다.
• 전기력선은 서로 교차하지 않는다.
• 전기력선은 전하가 받는 전기력의 방향을 나타낸다.

응용

전기장은 다양한 분야에서 응용된다.

• 전자 기기: 전자 기기의 작동 원리를 이해하고 설계하는 데 필수적이다.
• 통신: 전자기파를 이용하여 정보를 전달하는 통신 시스템에서 중요한 역할을 한다.
• 의료: MRI (자기 공명 영상)와 같은 의료 기기에서 사용된다.
• 산업: 정전기 방전, 전기 도금 등 다양한 산업 공정에서 활용된다.

관련 개념

• 전하 (Electric Charge)
• 전기력 (Electric Force)
• 전위 (Electric Potential)
• 가우스 법칙 (Gauss's Law)
• 쿨롱의 법칙 (Coulomb's Law)